JPS61187371A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS61187371A
JPS61187371A JP2622285A JP2622285A JPS61187371A JP S61187371 A JPS61187371 A JP S61187371A JP 2622285 A JP2622285 A JP 2622285A JP 2622285 A JP2622285 A JP 2622285A JP S61187371 A JPS61187371 A JP S61187371A
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JP
Japan
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layer
electrode
substrate
semiconductor substrate
gaas
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JP2622285A
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English (en)
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Mitsuhiro Mori
森 光廣
Susumu Takahashi
進 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • H01L29/812Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
    • H01L29/8122Vertical transistors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置及ぞの製造方法に係り、特にマイク
ロ波領域で動作する高周波・高出力電界効果トランジス
タに関する。
〔発明の背景〕
化合物半導体を用いた高周波・高出力電界効果トランジ
スタ、なかでもGaAsを用いたショットキゲート電界
効果トランジスタ(GaAs MESFET )は各種
マイクロ波装置に必要不可欠の半導体装置となっている
。このような情報を背景にさらに高出力化の試みが行な
われている。
従来のGaAs MESFET構造の一例を第1図に示
す。
半絶縁性GaAs基板11上に一導電型を有するエピタ
キシャル成長半導体層即ち活性層12上にゲート電極1
3.ソース電極14.ドレイン電極15がそれぞれ配置
されている。
ところで、高周波・高畠力GaAs FETを実現する
ためには、相互コンダクタンスgmおよび最大有能電力
利得MAGの増大をはかる必要がある。
ただし  g:1!子の電荷 N:キャリア濃度 a:活性層の厚さ μ:電子移動度 Wo:ゲート幅 Lo:ゲート長 の関係があり、温度に依存するのは電子移動度μだけで
ある。このμは室温付近では、絶対温度の−2,3乗に
比例する。 GaAs Fjl’Tの温度を上げないこ
と即ちその熱抵抗が小さいことが高出力化に不可欠であ
り、半絶縁性GaAs基板11の薄層化が必要である。
また +2ω?C4,(R,+R,+ 2 R,+ωL、))
ただし ω :角周波数 ω7 :遮断角周波数 g−ニドレインコンダクタンス R区 :チャネル抵抗 R6:ソース抵抗 R1:ゲート抵抗 り、:ソースインダクタンス C41ニドレイン・ゲート間容量 である。
遮断周波数ω7はg□に比例するので、MAGにとって
は有利に作用する。また、MAGを増すためソースイン
ダクタンスL、は高周波で用いる際には特に小さくする
必要があり、第1図の如きソース電極に対するボンディ
ングワイヤ16は、ソースインダクタンスL、を増大さ
せる結果となり好ましくない。
以上の議論が電子通信学会技術研究報告MW−85(1
981年)における竹内幸宏他6名による“K帯高出力
GaAs FET”と題する文献においてなされており
、第2図に概様を示すような構造の高周波高出力GaA
s FETが発表されている。
半導体性GaAs基板11上に一導電型を有するエピタ
キシャル成長半導体層即ち活性層12上にゲート電極1
3.ドレイン電極15.ソース電極14が図の如く配置
されるとともに、半絶縁性GaAs基板11は10μm
程度の厚さに薄層化されている。金庫メッキ21はこの
薄層化された半絶縁性GaAs基板11の強度保持のた
めと、放熱性を良くして低熱抵抗化を実現している。ま
たバイアホール22を通してソース電極14と金庫メッ
キ21は導通があり、ソース電極に対してワイヤボンデ
ィングをしなくても、金庫メッキ21のダイボンディン
グによって外部端子に接続できソースインダクタンスL
、の低減ができる0以上の如く。
熱抵抗R0及びソースインダクタンスL、を低減するた
め、薄い半絶縁性GaAs基板11及びバイアホール2
2と厚メッキ21を用いて特性を著しく改善している。
ここに示された構造は基板の一部に貫通孔を明けるので
、ウェーハの強度を弱くし、ウェーへの取扱い及びチッ
プの組立に際して破損しやすい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、GaAs MESFETの高出力化の
ため、その熱抵抗R□を下げるとともにソースインダク
タンスL、を小さくしてその性能向上をはかり、しかも
、その製造方法が容易に半導体装置及びその製造方法を
提供することにある。
〔発明の概要〕
高濃度n型GaAg基板上にバッファ層、能動層を順次
形成して、ウェーハ上面にゲート電極とドレイン電極を
、下面にソース電極を形成し、能動層とソース電極を電
気的に接続するために、ストライプ状溝部を設け、能動
層と高能度n型GaAs基板を金属層で接続した構造で
上記目的を達成する。
〔発明の実施例〕
以下1本発明の一実施例を第3図の半導体装置の断面図
により説明する0本実施例のGaAsMESFHTは、
高能度n型GaAs基板31(以下n9基板という)上
に高純度エピタキシャル成長GaAs層32(以下バッ
ファ層という)とn型エピタキシャル成長GaAs層3
3(以下活性層という)と、このバッファ層32と活性
層33を貫きn0基板31に達するストライプ状溝部3
5と、活性層33とn1基板31の双方に対してオーミ
ック特性を示しかつ電気的に接続するストライプ状溝部
35を埋めた金属層36′と、活性層33上に形成され
たゲート電極34.ドレイン電極36.およびウェーハ
裏面に形成されたソース電極37とを具備している。ド
レイン電流は図中矢印の如くドレイン電極36から活性
層33を通って金属層35、n”基板31を通ってレー
ス電極37へ流れる6ストライプ状溝部35は浅いので
チップの強度は従来法(第2図)に比べて改善されてい
る。
熱抵抗R1及びソースインダクタンスL、は従来法と同
様軽減されており、高周波高出力GaAsFETとして
良好な特性を示している。
第4図(1) 〜(5)は本発明のGaAs FETを
製造する方法の一例を説明する為の製造工程図であり、
以下同図を参照してその製造方法を説明する。
(1) n”基板31 (厚さ450um*キャリア濃
度1〜2 x 10”GW−”)上に例えばバッファ層
32(厚さ3μm、ノンドープ)、活性層33(厚さQ
 、 3〜0 、5  tt m 、キャリア111I
f1.二10″’Qll−”)のエピタキシャル成長層
を形成する(第4図(1) ’) 。
(2)通常のホトリソグラフィーとりフトオフ技術によ
りゲート電極を形成する。ゲート電極はAQ/Ti(厚
さ400nm/10100nを用いた。 A n /T
 iのかわりにA u / P t /Ti、AQ/W
、AΩ/W、AQ等を用いてもよい、又ホトリソグラフ
ィに換えて、xmリソグラフィ、電子線リソグラフィー
を用いても良い(第4図(2) ) 。
(3)次にホトレジスト(A z −1350J )を
エツチングマスクとして用い、バッファR32,活性層
33を貫きn0基板31に達するストライプ状溝部を選
択エツチングする。エツチング液にはNIl、O)l 
: H,O□:H,O=1 : 10 : 100を用
いる。このエツチングにCC112F、等のガスを用い
た平行平板電極型ドライエツチング装置によるドライエ
ツチングを用いても良い(第4図(3))。
(4)次にソース電極36.及びストライプ状溝部35
を埋める金属層36′を通常のホトリソグラフィーとリ
フトオフ技術を用いてA u / N i/AuGe 
(500nm/ 10 nm/60 nm)により形成
後、400℃、3分間9 N2あるいはH3雰囲気中で
合金化処理する(第4図(4))。
(5)n“基板31を機械研磨及び化学エッチを用いて
10〜30μmの厚さまで薄くする1次にn9基板31
の裏面にA u / N i /AuGa (500n
m/10nm/60nm)を全面蒸着の後AU電解メッ
キ(厚さ30〜70μm)をこの上に施こし、ソース電
極とする(第4図(5))。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば、高濃度不純物
半導体基板を薄層化することが可能であり、Au厚メッ
キによる放熱性の改善とともに熱抵竺を低くすることが
できる。また活性R,バッファ層を貫通して高濃度不純
物半導体基板に至るストライプ状溝部に溝を堀るのみで
高濃度不純物半導体基板側にソース電極を形成できるの
でソースインダクタンスL、を小さくすることができる
ので、ウェーハの強度の不足が改善された高周波・高出
力GaAs FETを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のGaAs FETの断面図、第2図はバ
イアホールと厚メッキを用いた高周波・高出力GaAs
 FETの断面図、第3図は本発明による高周波・高出
力のGaAs FETの断面図、第4図は本発明による
高周波・高出力GaAs FETの製造工程を示す断面
図である。 11・・・半絶縁性半導体基板(半絶縁性GaAs基板
)、12.33・・・活性層、13.34・・・ゲート
電極。 14・・・ソース電極、15.36・・・ドレイン電極
。 21・・・Au厚メッキ、22・・・バイアホール、3
1・・高不純物濃度半導体基板(n”基板)、32・・
・高純度エピタキシャル成長半導体層(バッファ層)、
35・・・ストライプ状溝部、36′・・・金属層、3
7・・・ソース電極。 代理人 弁理士 小川勝馬(、′ 算1図 ′#2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.電界効果を用いた半導体装置に於いて、高純度不純
    物含有半導体基板上に設けた第1層となる高純度エピタ
    キシャル(バッファ)層と第2層となる能動層が連続的
    に設けられ、該高濃度不純物含有半導体基板と能動層な
    る該第2層との間を該第1層を介して接続され、能動層
    となる第2層上にゲート電極とオーミック性を示す電極
    (ドレン電極)1個と並置し、前記高濃度不純物含有半
    導体基板に他の一方のオーミック性電極(ソース電極)
    を少なくとも具備していることを特徴とする半導体装置
  2. 2.一導電型を有する高濃度不純物含有半導体基板上に
    第1層となる高純度エピタキシャル層および第2層とな
    る該半導体基板と同一導電型を有するエピタキシャル層
    を連続的に形成する工程と、第2のエピタキシャル層上
    にゲート電極を形成する工程と、第1及び第2のエピタ
    キシャル層を選択エッチングして前記半導体基板に達す
    るストライプ状溝部を形成する工程と、該ストライプ状
    溝部を埋める金属層とドレイン電極を同一部材で同時に
    形成する工程と、前記半導体基板を薄層化する工程と、
    該半導体基板裏面上にソース電極を形成する工程を少な
    くとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008536332A (ja) * 2005-04-11 2008-09-04 クリー インコーポレイテッド 厚い半絶縁性または絶縁性エピタキシャル窒化ガリウム層およびそれを組み込んだデバイス

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58206170A (ja) * 1982-05-27 1983-12-01 Toshiba Corp 化合物半導体装置
JPS59117171A (ja) * 1982-12-23 1984-07-06 Nec Corp 高周波高出力電界効果トランジスタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58206170A (ja) * 1982-05-27 1983-12-01 Toshiba Corp 化合物半導体装置
JPS59117171A (ja) * 1982-12-23 1984-07-06 Nec Corp 高周波高出力電界効果トランジスタ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008536332A (ja) * 2005-04-11 2008-09-04 クリー インコーポレイテッド 厚い半絶縁性または絶縁性エピタキシャル窒化ガリウム層およびそれを組み込んだデバイス
US8575651B2 (en) 2005-04-11 2013-11-05 Cree, Inc. Devices having thick semi-insulating epitaxial gallium nitride layer
US9224596B2 (en) 2005-04-11 2015-12-29 Cree, Inc. Methods of fabricating thick semi-insulating or insulating epitaxial gallium nitride layers

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